种完全合成的塑料出自美籍比利时人列奥·亨德里克·贝克兰,1907年7月14日,他注册了酚醛塑料的专利。
贝克兰是鞋匠和女仆的儿子,1863年生于比利时根特。1884年,21岁的贝克兰获得根特大学博士学位,24岁时就成为比利时布鲁日高等师范学院的物理和化学教授。1889年,刚刚娶了大学导师的女儿,贝克兰又获得一笔旅行奖学金,到美国从事化学研究。
在哥伦比亚大学的查尔斯·钱德勒教授鼓励下,贝克兰留在美国,为纽约一家摄影供应商工作。这使他几年后发明了Velox照相纸,这种相纸可以在灯光下而不是必须在阳光下才能显影。1893年,贝克兰辞职创办了Nepera化学公司。
在新产品冲击下,摄影器材商伊士曼·柯达吃不消了。1898年,经过两次谈判,柯达方以75万美元(相当于现在1500万美元)的价格购得Velox照相纸的专利权。不过柯达很快发现配方不灵,贝克兰的回答是:这很正常,发明家在专利文件里都会省略一两步,以防被侵权使用。柯达被告知:他们买的是专利,但不是全部知识。又付了10万美元,柯达方知秘密在一种溶液里。
掘得桶金,贝克兰买下了纽约附近扬克斯的一座俯瞰哈德逊河的豪宅,将一个谷仓改成设备齐全的私人实验室,还与人合作在布鲁克林建起试验工厂。当时刚刚萌芽的电力工业蕴藏着绝缘材料的巨大市场。贝克兰嗅到的个诱惑是天然的绝缘材料虫胶价格的飞涨,几个世纪以来,这种材料一直依靠南亚的家庭手工业生产。经过考察,贝克兰把寻找虫胶的替代品作为个商业目标。当时,化学家已经开始认识到很多可用作涂料、黏合剂和织物的天然树脂和纤维都是聚合物,即结构重复的大分子,开始寻找能合成聚合物的成分和方法。
早在1872年,德国化学家阿道夫·冯·拜尔就发现:苯酚和甲醛反应后,玻璃管底部有些顽固的残留物。不过拜尔的眼光在合成染料上,而不是绝缘材料上,对他来说,这种黏糊糊的不溶解物质是条死胡同。对贝克兰等人来说,这种东西却是光明的路标。从1904年开始,贝克兰开始研究这种反应。最初得到的是一种液体――苯酚-甲醛虫胶,称为Novolak,但市场并不成功。3年后,他得到一种糊状的黏性物,模压后成为半透明的硬塑料――酚醛塑料。
不同的是,赛璐珞来自化学处理过的胶棉以及其他含纤维素的植物材料,而酚醛塑料是世界种完全合成的塑料。贝克兰将它用自己的名字命名为“贝克莱特”(Bakelite)。他很幸运,英国同行詹姆斯·斯温伯恩爵士只比他晚一天提交专利申请,否则英文里酚醛塑料可能要叫“斯温伯莱特”。1909年2月8日,贝克兰在美国化学协会纽约分会的一次会议上公开了这种塑料。
酚醛塑料绝缘、稳定、耐热、耐腐蚀、不可燃,贝克兰自称为“千用材料”。特别是在迅速发展的汽车、无线电和电力工业中,它被制成插头、插座、收音机和电话外壳、螺旋桨、阀门、齿轮、管道。在家庭中,它出现在台球、把手、按钮、刀柄、桌面、烟斗、保温瓶、电热水瓶、钢笔和人造珠宝上。这是20世纪的炼金术,从煤焦油那样的廉价产物中,得到用途如此广泛的材料。1924年《时代》周刊的一则封面故事称:那些熟悉酚醛塑料潜力的人表示,数年后它将出现在现代文明的每一种机械设备里。1940年5月20日的《时代》周刊则将贝克兰称为“塑料之父”。当然,酚醛塑料也有缺点,它受热会变暗,只有深褐、黑或暗绿3种颜色,而且容易摔碎。
1910年,贝克兰创办了通用酚醛塑料公司,在新泽西的工厂开始生产。很快有了竞争对手,特别是Redmanol和Condensite两种牢固的塑料,爱迪生曾试图用它们制成留声机唱片控制市场,但未成功。假冒酚醛塑料的出现还使贝克兰很早就在产品上采用了类似今天“Intel Inside”的真品标签。1926年专利保护到期,大批同类产品涌入市场。经过谈判,贝克兰与对手合并,拥有了一个真正的酚醛塑料帝国。
作为科学家,贝克兰可谓名利双收,他拥有超过100项专利,荣誉职位数不胜数,死后也位居科学和商界两类名人堂。他身上既有科学家少有的商业精明,又有科学家太多的生活迟钝。除了电影和汽车,他最大的爱好是穿着衬衫、短裤流连于游艇“离子号”上。不过据说他只有一套正装,而且总是穿一双旧运动鞋。为了让他换套行头,身为艺术家的妻子在服装店挑了一件125美元的英国蓝斜纹哔叽套装,预付了店主100美元,要他把这套衣服陈列在橱窗里,挂上一个25美元的标签。当晚,贝克兰从妻子口中获悉这等价廉物美的好事,第二天就买了下来。回家路上碰到邻居、律师萨缪尔·昂特迈耶,贝克兰的新衣服立刻被对方以75美元买走,成为他向妻子显示精明的得意事例。
1939年,贝克兰退休时,儿子乔治·华盛顿·贝克兰无意从商,公司以1650万美元(相当于今天2亿美元)出售给联合碳化物公司。1945年,贝克兰死后一年,美国的塑料年产量就超过40万吨,1979年又超过了工业时代的代表――钢。在今年伦敦科学博物馆的展览上,贝克兰的曾孙休·卡拉克一手执一个30年代的尿素甲醛塑料电话,一手展示着一个用生物可降解塑料制成的手机。
中国塑料工业从无到有、从小到大、从弱到强的50年发展历程,已取得了辉煌的成就,跨进了世界塑料先进大国的行列。为适应加入WTO后,参与国际竞争,我们要走新型工业的道路,加快产业结构调整,加快现代企业制度建设;要加倍重视人力资源开发,提高全行业整体素质;要依靠科技进步,加快产业升级和技术创新;要不断调整产品结构,提高装备技术水平;要大力争创名牌产品,认真实施可持续发展战略;要同心同德,与时俱进,在激烈的国内外市场竞争中得到持续快速稳定健康发展。
10、PA塑料和PP塑料共混 [3]
PA塑料和PP塑料共混,相容剂加入增加,共混物力学性能提高,说明接枝共聚物在一定范围内加入量多,两界面产生的化学反应也相应多,PA与PP的相容性也越好,但是当接枝共聚物超过6.25%时,性能反而下降。
11、CPE CPE(含氯量为36%)可作为PVC和PE共混物的相容剂,如PVC/PE/PP共混体系(30:28:42)中加入CPE15%~25%,都能较好的共混结果。
12、天然橡胶与PE共混体 天然橡胶与PE共混体系中,由于存在着PE非结晶部分与非结晶天然橡胶界面相互渗透,力学性能较差,若加入6%的两者嵌段共聚物(NR-b-PE),两者相容性提高,界面张力减小是PE分散性尺寸减小。
13、相容剂 相容剂的用量在能充分饱和共混物整个界面的前提下,越少越好,常用量在20%以下。
14、反应型相容剂 反应型相容剂多含有酸基型、环氧基型、异氰酸酯基型和乙烯基型等等,这类相容剂与共混的聚合物组分之间形成新的化学键,也称为化学增容剂。特别适用于相 容性很差并且带有易反应官能团的聚合物的共混。主要有羧酸化PE、羧酸化PP,羧酸化PS等,他们是为了促进非极性的聚合物(PE、PP、PS等)与极性 聚合物聚酰胺(PA)的相容性而设计的。问题:反应性增容剂的反应类型,反应机理,具体反应内容?主要有马来酸酐接枝、丙烯酸接枝、磺化处理。
15、塑料阻燃等级的划分
塑料阻燃等级由HB,V-2,V-1向V-0逐级递增:
HB:UL94和CSA C22.2 No 0.17标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品,燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样品,燃烧速度小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭。
V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。
V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下
V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下